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La protección trasera frente al empotramiento

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Academic year: 2021

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(1)

PROYECTO FIN DE CARRERA

INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL

ESPECIALIDAD MECÁNICA

LA PROTECCIÓN TRASERA

FRENTE

AL EMPOTRAMIENTO

JUNIO 2011

AUTOR DEL PROYECTO

ALFONSO BORDEGÉ CORELLA

DIRECTOR DEL PROYECTO

DAVID GONZÁLEZ IBÁÑEZ

(2)
(3)

Agradecimientos

En primer lugar, me gustaría dar las gracias a mi Director de proyecto David González, por aceptar mi propuesta inicial y ayudarme a llevarla a cabo hasta el final.

También quiero destacar la gran aportación de Fares El Halabi, que siempre tuvo tiempo para mí, y me enseño el uso y posibilidades del software utilizado.

Así mismo agradezco a la empresa GMR, y a todas las personas que la constituyen, la posibilidad que me brindó para poder realizar el proyecto y permitirme emplear toda la documentación que necesité. Especialmente a Juanjo por su continuo interés y enseñanzas que resultaron claves en la puesta en marcha del proyecto.

Por último, quiero dejar reflejada la aportación de mi familia, por la paciencia que han tenido y el ánimo que me han dado durante este periodo.

(4)
(5)

RESUMEN

RESUMEN

Un dispositivo de protección trasera contra el empotramiento se coloca en la parte posterior de un vehículo pesado para evitar que en caso de una colisión en la que otro vehículo más ligero le alcance, éste no llegue a empotrase bajo ella. De esta función surge el nombre de “dispositivo antiempotramiento”. Antes de poder colocarse en un vehículo, estos dispositivos deben ser homologados. La homologación es una autorización administrativa que certifica que el dispositivo cumple con la ley. El cumplimiento de la legislación condiciona su diseño, ya que debe realizarse con el objetivo de resistir un ensayo de aplicación de cargas. El presente proyecto incluye el diseño, análisis y homologación de un dispositivo de estas características.

La primera parte del proyecto corresponde al diseño del dispositivo. Comienza con el estudio del tipo de bastidor que usan los vehículos que van a equipar el paragolpes. Este estudio tiene gran importancia ya que resulta fundamental conocer el tipo de elemento al que tiene que unirse, circunstancia que será clave en su diseño. A continuación se trata uno a uno todos los componentes del dispositivo por separado, exponiendo los criterios seguidos en su diseño en base a la legislación. Finalmente se expone un resumen de todas las uniones entre los elementos anteriores. Éstas tienen gran relevancia ya que de ellas depende la solidez final del conjunto.

La siguiente parte contiene los análisis de homologación realizados virtualmente por el método de los elementos finitos. Éstos sirven para conocer la tensión que deben soportar los elementos durante la aplicación de las cargas de ensayo que marca la legislación. Permiten, tras analizar sus resultados, seleccionar los materiales adecuados para cada componente y, en caso necesario, modificar el diseño de alguno de ellos para reforzarlo. Tras estos análisis previos se llega a conseguir el diseño definitivo que soporta las cargas de forma satisfactoria. Es el momento de seleccionar los materiales. Éstos se eligen comparando las tensiones de cada elemento con las de rotura de los materiales disponibles, teniendo en cuenta el coeficiente de seguridad con el que se desea fabricar el conjunto.

Tras estos pasos ya se dispone de toda la información necesaria para completar el expediente de homologación. El dispositivo de protección trasera se homologa como unidad técnica independiente. Por un lado, el expediente de homologación contiene la documentación que debe aportar el fabricante: Ficha de características, planos del dispositivo y esquemas de montaje. Por otro, el informe de ensayo, donde se demuestra mediante el análisis por el método de los elementos finitos que dicho dispositivo soporta satisfactoriamente las cargas de ensayo sin llegar al límite de rotura de los materiales. Gracias a este ensayo, también se determina la posición exacta de colocación del dispositivo mediante los datos de desplazamiento máximo en los puntos de aplicación de las cargas. Llegados a este punto, el dispositivo podría construirse y colocarse en un vehículo pesado legalmente. Pero resulta interesante comprobar su comportamiento en una aplicación real. Es por ésto que se incluye un último apartado en el que en base a datos estadísticos se realiza la completa reconstrucción de un accidente común de colisión por alcance turismo – camión. En este accidente el conductor del turismo no puede detener su vehículo a tiempo y colisiona con la parte trasera del camión. En ese momento entra en juego el dispositivo antiempotramiento diseñado que lleva colocado el camión y que debe evitar que el turismo se introduzca bajo su parte trasera. La fuerza que ejerce el turismo sobre el dispositivo en la colisión, suponiendo una compatibilidad geométrica perfecta entre ellos, genera unas tensiones superiores a las de rotura de los materiales. De esta forma el dispositivo no llega a cumplir su función a pesar de haber superado sin problemas los requisitos de homologación.

(6)
(7)

ÍNDICE DE CONTENIDOS

ÍNDICE DE CONTENIDOS

1 INTRODUCCIÓN...- 11 -

1.1 M

OTIVACIÓN

... -

11

-

1.2 M

ETODOLOGÍA DE TRABAJO

... -

11

-

2 DISEÑO DEL DISPOSITIVO ...- 13 -

2.1 B

ASTIDOR DEL VEHÍCULO

... -

13

-

2.2 E

LEMENTOS DEL DISPOSITIVO

... -

14

-

2.2.1

Soporte... - 15 -

2.2.2

Vástago y soporte del vástago ... - 16 -

2.2.3

Travesaño ... - 19 -

2.2.4

Tapas ... - 20 -

2.2.5

Refuerzo ... - 20 -

2.3 U

NIONES ENTRE COMPONENTES

... -

22

-

3 ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO ...- 23 -

3.1 E

NSAYO

1... -

25

-

3.2 E

NSAYO

2... -

27

-

3.3 E

NSAYO

3... -

29

-

3.4 M

ATERIALES

... -

31

-

3.4.1

Soporte... - 33 -

3.4.2

Refuerzo del soporte ... - 33 -

3.4.3

Soporte del vástago ... - 33 -

3.4.4

Vástago... - 33 -

3.4.5

Refuerzo (travesaño) ... - 33 -

3.4.6

Travesaño ... - 33 -

3.4.7

Tapa ... - 33 -

3.4.8

Refuerzo (vástago) ... - 34 -

4 EXPEDIENTE DE HOMOLOGACIÓN DEL DISPOSITIVO ...- 35 -

5 RECONSTRUCCIÓN DE UN ACCIDENTE POR ALCANCE ...- 49 -

5.1 C

ÁLCULO DE LA VELOCIDAD DE COLISIÓN DEL TURISMO

... -

49

-

5.2 C

ÁLCULO DE LA FUERZA SOBRE EL DISPOSITIVO

... -

56

-

5.3 A

NÁLISIS DE LA COLISIÓN POR

EEFF ... -

58

-

5.4 C

ONCLUSIONES

... -

59

-

6 CONCLUSIONES ...- 61 -

6.1 D

ESARROLLO FUTURO

... -

61

-

6.2 V

ALORACIÓN PERSONAL

... -

61

-

(8)

ÍNDICE DE CONTENIDOS

8 ANEXOS ...- 65 -

8.1 A

NEXO

1:

D

IRECTIVA

70/221/CEE... -

65

-

8.2 A

NEXO

2:

R

EGLAMENTO Nº

58

CEPE/ONU

R

EVISIÓN

2 ... -

68

-

8.3 A

NEXO

3:

T

ABLAS DE SELECCIÓN DE LOS ACEROS UTILIZADOS

... -

70

-

8.4 A

NEXO

4:

M

ASAS Y DIMENSIONES

... -

71

-

8.5 A

NEXO

5:

C

ÁLCULOS DE DISEÑO

... -

72

-

8.5.1

Unión atornillada. Bastidor - soporte... - 72 -

8.5.2

Bulón o pasador. Vástago – soporte del vástago... - 76 -

8.5.3

Fuerza necesaria para modificar la posición del dispositivo... - 77 -

8.6 A

NEXO

6:

V

ALIDACIÓN DEL MÉTODO DE ENSAYO SEGÚN

D

IRECTIVA

2007/46/CEE -

80

-

8.6.1

Directiva 2007/46/CEE ... - 80 -

8.6.2

Modelo de ensayo virtual ... - 81 -

8.6.3

Fundamento de la simulación y el cálculo por ordenador... - 81 -

8.6.4

Validación del modelo... - 83 -

8.7 A

NEXO

7:

P

ROCESO DE HOMOLOGACIÓN

... -

86

-

8.7.1

Homologación ... - 86 -

8.7.2

Certificación de vehículos... - 86 -

8.7.3

Directiva 2007/46/CE ... - 86 -

8.7.4

Homologación de vehículos en la UE ... - 87 -

8.7.5

Fases en la homologación ... - 87 -

8.7.6

Requisitos Técnicos ... - 88 -

8.7.7

Tipos de Homologación... - 88 -

8.8 A

NEXO

8:

M

ODELO FICHA DE CARACTERÍSTICAS

... -

89

-

8.9 A

NEXO

9:

M

ODELO CERTIFICADO DE HOMOLOGACIÓN

... -

90

-

8.10 A

NEXO

10:

C

ATEGORÍAS DE VEHÍCULOS

... -

91

-

8.11 A

NEXO

11:

C

OMPATIBILIDAD ENTRE VEHÍCULOS

... -

92

-

8.11.1

Influencia de la masa sobre la compatibilidad ... - 92 -

8.11.2

Influencia de la rigidez estructural sobre la compatibilidad ... - 92 -

8.11.3

Influencia de la geometría sobre la compatibilidad ... - 92 -

8.11.4

Compatibilidad Turismo – Vehículo pesado ... - 93 -

8.11.5

Conclusiones... - 94 -

8.11.6

Incompatibilidad geométrica paragolpes - turismo ... - 95 -

8.12 A

NEXO

12:

A

NÁLISIS DE LA ACCIDENTALIDAD DE CAMIONES DE GRAN TONELAJE

.. -

97

-

8.12.1

Introducción ... - 97 -

8.12.2

Descripción general de la accidentalidad de camiones en España- 97 -

8.12.3

Estudio estadístico general... - 99 -

8.12.4

Estudio estadístico detallado: Accidentes por alcance ... - 102 -

8.12.5

Conclusiones... - 109 -

8.13 A

NEXO

13:

M

ÉTODO DE

C

AMPBELL

...-

110

-

8.13.1

Desarrollo del método: colisión estrictamente frontal ... - 110 -

(9)

ÍNDICE DE FIGURAS

ÍNDICE DE FIGURAS

F

IGURA

1:

A

CEROS

. ... -

13

-

F

IGURA

2:

B

ASTIDOR DE CAMIÓN CON PERFILES EN

U... -

14

-

F

IGURA

3:

A

LTURA DE LA SECCIÓN DEL BASTIDOR DEL VEHÍCULO

... -

14

-

F

IGURA

4:

D

ISPOSITIVO DE PROTECCIÓN TRASERA

. ... -

14

-

F

IGURA

5:

L

ISTA DE ELEMENTOS DEL DISPOSITIVO

. ... -

15

-

F

IGURA

6:

U

NIÓN DEL PERFIL

UPN

AL BASTIDOR DEL VEHÍCULO

. ... -

15

-

F

IGURA

7:

A

LTURA DE LA PARTE SUPERIOR DEL CHASIS AL SUELO

. ... -

15

-

F

IGURA

8:

D

ISTRIBUCIÓN DE LOS TORNILLOS DE UNIÓN SOBRE EL PERFIL

UPN ... -

16

-

F

IGURA

9:

U

NIÓN SOPORTE

CHASIS DEL VEHÍCULO

... -

16

-

F

IGURA

10:

V

ÁSTAGO Y SOPORTE DEL VÁSTAGO

. ... -

16

-

F

IGURA

11:

1)

P

ARAGOLPES EN POSICIÓN DE SERVICIO

,

2)

E

L PARAGOLPES INTERFIERE CON LA CAJA DEL CAMIÓN AL BASCULAR

,

3)

E

L PARAGOLPES RECOGIDO PERMITE BASCULAR SIN NINGÚN PROBLEMA

. ... -

17

-

F

IGURA

12:

S

OPORTE DEL VÁSTAGO

... -

17

-

F

IGURA

13:

H

OLGURA ENTRE SOPORTE Y VÁSTAGO

. ... -

17

-

F

IGURA

14:

P

OSICIONES DEL VÁSTAGO

... -

18

-

F

IGURA

15:

P

ASADOR O BULÓN

. ... -

18

-

F

IGURA

16:

U

NIÓN SOPORTE

SOPORTE DEL VÁSTAGO

... -

18

-

F

IGURA

17:

U

NIÓN SOPORTE

SOPORTE DEL VÁSTAGO

VÁSTAGO

... -

19

-

F

IGURA

18:

S

ECCIÓN TRAVESAÑO

. ... -

19

-

F

IGURA

19:

M

EDIDAS TAPA

... -

20

-

F

IGURA

20:

T

APA

. ... -

20

-

F

IGURA

21:

R

EFUERZO

. ... -

20

-

F

IGURA

22:

M

EDIDAS REFUERZO

... -

20

-

F

IGURA

23:

U

NIÓN REFUERZO

-

TRAVESAÑO

. ... -

21

-

F

IGURA

24:

U

NIÓN REFUERZO

-

VÁSTAGO

. ... -

21

-

F

IGURA

25:

R

EFUERZO

. ... -

21

-

F

IGURA

26:

M

ONTAJE FINAL

. ... -

21

-

F

IGURA

27:

U

NIONES ENTRE COMPONENTES

... -

22

-

F

IGURA

28:

D

ISTANCIA MÁXIMA ENTRE EL DISPOSITIVO Y LA PARTE TRASERA DEL VEHÍCULO

. -

23

-

F

IGURA

29:

P

OSICIÓN DE LOS PUNTOS DE APLICACIÓN DE LAS CARGAS

... -

23

-

F

IGURA

30:

P

LACA DE APLICACIÓN DE LAS CARGAS

... -

24

-

F

IGURA

31:

D

ISTANCIA VARIABLE ENTRE SOPORTES DEL PARAGOLPES

. ... -

24

-

F

IGURA

32:

M

ÍNIMA DISTANCIA ENTRE SOPORTES PARA MAXIMIZAR EL VOLADIZO

... -

25

-

F

IGURA

33:

E

NSAYO

1

(C

ARGA

P1)... -

25

-

F

IGURA

34:

T

ABLA DE RESULTADOS

(E

NSAYO

1,

CARGA

P1). ... -

25

-

F

IGURA

35:

T

ENSIÓN MÁXIMA

. ... -

26

-

F

IGURA

36:

R

EFUERZO SOPORTE

... -

26

-

F

IGURA

37:

U

NIÓN SOPORTE

REFUERZO

. ... -

26

-

F

IGURA

38:

E

NSAYO

2

(C

ARGA

P1)... -

27

-

F

IGURA

39:

T

ABLA DE RESULTADOS

(E

NSAYO

2,

CARGA

P1). ... -

27

-

F

IGURA

40:

D

ISTANCIA ENTRE LOS PUNTOS

P2. ... -

28

-

F

IGURA

41:

E

NSAYO

2

(C

ARGA

P2)... -

28

-

F

IGURA

42:

T

ABLA DE RESULTADOS

(E

NSAYO

2,

CARGA

P2). ... -

28

-

F

IGURA

43:

R

EFUERZO DE

30

MM DE ESPESOR

... -

29

-

(10)

ÍNDICE DE FIGURAS

F

IGURA

45:

T

ABLA DE RESULTADOS

(E

NSAYO

3,

CARGA

P2). ... -

29

-

F

IGURA

46:

P

OSICIÓN DE LA CARGA

P3... -

30

-

F

IGURA

47:

E

NSAYO

3

(C

ARGA

P3)... -

30

-

F

IGURA

48:

T

ABLA DE RESULTADOS

(E

NSAYO

3,

CARGA

P3). ... -

30

-

F

IGURA

49:

E

NSAYO

3

(C

ARGA

P1)... -

31

-

F

IGURA

50:

T

ABLA DE RESULTADOS

(E

NSAYO

3,

CARGA

P1). ... -

31

-

F

IGURA

51:

T

ENSIONES MÁXIMAS EN

MP

A DE CADA ELEMENTO EN LA APLICACIÓN DE LAS DISTINTAS CARGAS

. ... -

32

-

F

IGURA

52:

T

ABLA RESUMEN DE MATERIALES

... -

34

-

F

IGURA

53:

T

ABLA

RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA VÍA

. ... -

50

-

F

IGURA

54:

T

IEMPO DE REACCIÓN

. ... -

51

-

F

IGURA

55:

C

OEFICIENTE DE ROZAMIENTO

. ... -

52

-

F

IGURA

56:

E

L TURISMO CIRCULA A UNA DISTANCIA DE SEGURIDAD DE

90

M

... -

53

-

F

IGURA

57:

E

L CONDUCTOR DEL TURISMO DIVISA LA LUZ DE FRENO DEL CAMIÓN

... -

53

-

F

IGURA

58:

T

IEMPO DE DISTRACCIÓN AL REALIZAR DIVERSAS TAREAS

. ... -

54

-

F

IGURA

59:

D

ISTANCIAS RECORRIDAS POR LOS VEHÍCULOS DESDE LA POSICIÓN INICIAL

... -

55

-

F

IGURA

60:

P

OSICIÓN DE LOS VEHÍCULOS CUANDO EL CONDUCTOR DEL TURISMO COMIENZA A FRENAR

... -

56

-

F

IGURA

61:

C

OLISIÓN POR ALCANCE TURISMO

CAMIÓN

... -

56

-

F

IGURA

62:

D

IMENSIONES DE UN VEHÍCULO DE CATEGORÍA

3. ... -

57

-

F

IGURA

63:

C

OEFICIENTES DE UN TURISMO DE LA CATEGORÍA

3

PARA UNA COLISIÓN FRONTAL

……… ... -

57

-

F

IGURA

64:

A

NÁLISIS POR

EEFF

DE LA COLISIÓN TURISMO

PARAGOLPES

. ... -

58

-

F

IGURA

65:

T

ABLA

RESUMEN COLISIÓN VEHÍCULO

... -

59

-

(11)

INTRODUCCIÓN

1 INTRODUCCIÓN

La colisión por alcance entre turismo y camión es una tipología de accidente común en las carreteras españolas. Con el fin de minimizar sus causas, los camiones incorporan en su parte trasera “dispositivos antiempotramiento” que consisten en un travesaño y elementos de conexión a los largueros del bastidor del vehículo. Su función principal es la de evitar que el turismo se introduzca bajo la caja del camión tras impactar con su parte trasera, de forma que el habitáculo y sus ocupantes no sufran daños.

El presente proyecto abarca todas las fases necesarias para legalizar uno de estos dispositivos. Desde el diseño inicial en base a los criterios marcados por la legislación vigente en esta materia. Pasando por una fase de análisis virtual del dispositivo mediante el método de los elementos finitos. Hasta su completa homologación, que lo hace apto para ser instalado en vehículos pesados.

Una vez instalado, el dispositivo debe cumplir su función y proteger a los ocupantes del vehículo que impacta contra él, soportando las exigencias que supone para su estructura dicha colisión. Para probar ésto el proyecto incluye una completa reconstrucción de un accidente real.

1.1 Motivación

La realización de este proyecto surgió durante la realización de prácticas en la empresa Gonzalo de Miguel Redondo S.L.U., dedicada a la gestión de homologaciones. La toma de contacto con el trabajo que se realiza en la empresa consistió en el estudio de la legislación aplicable a la homologación de vehículos. Tras este periodo, comenzó la fase de aprendizaje que abarcó el resto de horas prácticas, dada la complejidad del tema. Gran parte del trabajo que se me planteaba tenía relación con la homologación de dispositivos de protección trasera para camión como unidad técnica independiente. Debido a ésto desde la empresa se me propuso la posibilidad de “especializarme” en este tema y realizar un proyecto fin de carrera consistente en el diseño y homologación de uno de estos dispositivos. Fue en ese momento cuando comenzó el desarrollo del presente proyecto.

1.2 Metodología de trabajo

El desarrollo del proyecto comenzó con el estudio exhaustivo de la legislación aplicable en la homologación de dispositivos de protección trasera: Directiva 70/221/CEE sobre depósitos de carburante y dispositivos de protección trasera, Reglamento Nº 58 CEPE/ONU Revisión 2 sobre protección trasera y la Directiva 2007/46 sobre homologación de vehículos de motor, remolques, sistemas, componentes y unidades técnicas independientes destinados a dichos vehículos.

A continuación se profundizó en las características del ensayo necesario para la homologación de este tipo de componentes. La legislación permite la realización de ensayos virtuales, así que se eligió un software válido para la realización de dicho análisis mediante el método de los Elementos Finitos: SolidWorks.

El siguiente periodo abarca desde la familiarización con dicho programa hasta la correcta realización del ensayo. En ese momento ya se disponía de toda la documentación necesaria para la confección del expediente completo de homologación del dispositivo.

Por último, como parte de investigación, se realizó un análisis estadístico de la accidentalidad de camiones en España. Con los datos recogidos en él se pudo reconstruir el accidente más común de la tipología de interés: colisión por alcance turismo – camión. Mediante fórmulas y métodos utilizados en la reconstrucción de accidentes de tráfico se llegó a determinar la fuerza que representa un turismo que impacta sobre el travesaño del dispositivo diseñado. Con este dato se realizó de nuevo un ensayo por EEFF del dispositivo aplicando sobre él la fuerza calculada.

(12)
(13)

DISEÑO DEL DISPOSITIVO

2 DISEÑO DEL DISPOSITIVO

Un dispositivo de protección trasera contra el empotramiento, según la Directiva 70/221 sobre Depósitos de combustible y dispositivos de protección trasera, consiste en:

«Un dispositivo de protección trasera contra el empotramiento, en adelante denominado, «dispositivo», consistirá, por regla general, en un travesaño y en elementos de conexión a los largueros del bastidor o a aquello que haga sus veces.»

En este apartado se van a exponer los criterios de diseño seguidos para construir el dispositivo de protección trasera. Todas las especificaciones de diseño se tomarán de la Directiva 70/221, mencionada, en concreto se trabajará con el Apartado 5 Especificaciones incluido en su Anexo II. Dicha parte de la Directiva esta incluida en el Anexo 1 del presente proyecto.

La posterior homologación del dispositivo se realizará mediante el Reglamento 58 sobre protección trasera (Ver Anexo 2), por permitir éste la utilización de ensayos virtuales. Pero los criterios de diseño se tomarán de la Directiva por disponer de un mayor conocimiento de ella y ser dichos criterios idénticos a los del Reglamento.

Para simplificar al máximo la construcción del paragolpes se ha optado por que todos los elementos utilizados en la misma sean perfiles comerciales y chapas conformadas de los siguientes aceros (Ver Anexo 3):

Figura 1: Aceros.

El diseño del dispositivo va a consistir en tres etapas. En primer lugar se analizará la parte del vehículo donde va a ir colocado, el bastidor. Seguidamente se expondrán los criterios seguidos en el diseño de cada elemento del paragolpes. Por último se explicarán los tipos de uniones entre elementos para su montaje.

2.1 Bastidor del vehículo

El bastidor de un vehículo es el elemento capaz de soportar la carga suspendida y los efectos que actúan sobre ella, como consecuencia del trabajo que realiza el vehículo. Dicho elemento consiste en un entramado de perfiles metálicos que conforman el esqueleto del vehículo y, además de actuar de sostén y soporte, resiste el peso del resto de componentes (carrocería, ruedas, motor y suspensiones) y las cargas estáticas y dinámicas que se originan por el funcionamiento del vehículo.

Una vez definido brevemente el término se va a estudiar que tipo de bastidor es el más utilizado en los vehículos industriales, donde se va a instalar el dispositivo.

La utilización de un tipo de bastidor concreto en los vehículos industriales, depende de varios factores, como pueden ser las dimensiones, rigidez, masa a transportar, proceso de fabricación o el uso del vehículo.

De los diferentes tipos de bastidores existentes, el bastidor de largueros longitudinales (compuesto de dos perfiles longitudinales, denominados largueros, unidos entre sí por varios travesaños que se disponen perpendicularmente a los largueros) es el tipo de bastidor más utilizado en vehículos industriales de transporte de carga, por su alta rigidez y sencillez en la fabricación.

(14)

DISEÑO DEL DISPOSITIVO Existen casi tantos tipos de bastidores de largueros longitudinales como fabricantes y

modelos de vehículos hay en el mercado, ya que cada vehículo está destinado a un uso concreto y cuenta con unas características técnicas y dimensiones propias. No obstante se puede decir que el bastidor con largueros longitudinales mas utilizado en vehículos industriales es el de perfiles en U. Éstos se encuentran principalmente en tractocamiones, camiones rígidos, autobuses y remolques.

Figura 2: Bastidor de camión con perfiles en U.

Las dimensiones de los perfiles en U cambian según el fabricante, y son éstos los que los adaptan a las dimensiones del camión y a la Masa Máxima Autorizada del vehículo. Las dimensiones de estos perfiles varían desde los poco más de 4 metros de longitud, 150 mm de altura y 5 mm de espesor en pequeños camiones hasta los 12 metros de longitud, 330 mm de altura y 10 mm de espesor en camiones rígidos de grandes dimensiones.

Por tanto, se va a considerar que el dispositivo tiene que unirse a un perfil en U cuya sección tiene una altura variable desde los 150 hasta los 330 mm.

150 -

33

0

Figura 3: Altura de la sección del bastidor del vehículo.

2.2 Elementos del dispositivo

El dispositivo diseñado se puede ver en la figura siguiente.

(15)

DISEÑO DEL DISPOSITIVO Está compuesto por dos perfiles UPN220, que por un lado están unidos al bastidor del

vehículo mediante una unión atornillada, y por su parte inferior están soldados al siguiente elemento, el soporte del vástago. Por el interior de éste desliza el vástago que se fija al primero mediante un pasador o bulón. El vástago se une al travesaño a través de un refuerzo de chapa conformada de acero mediante soldadura continua. Este mismo refuerzo se usará para asegurar la parte inferior del soporte del vástago. Por último en ambos extremos del travesaño de perfil hueco se colocan unas tapas.

Figura 5: Lista de elementos del dispositivo.

2.2.1 Soporte

El soporte del paragolpes debe unirse a la cara plana del perfil en U del bastidor del vehículo, por tanto, tiene que ser plano también. Por ésto se ha utilizado un perfil UPN 220, cuya cara quedará superpuesta a la del perfil en U del bastidor.

La elección de un perfil UPN y no un perfil de sección cuadrada o rectangular es debida a que, como se muestra en la imagen, se pueda acceder sin ningún problema a la unión atornillada con el bastidor, cosa que no seria posible con los otros perfiles mencionados.

Perfil UPN 220

Chasis del vehículo

Unión atornillada

Figura 6: Unión del perfil UPN al bastidor del vehículo.

Para determinar la longitud del perfil UPN se necesita conocer un valor medio para la altura de la parte superior del chasis del vehículo al suelo (cota h en la figura 7). Se toma un valor de 1200 mm para esta magnitud, tras consultar diferentes catálogos comerciales.

h

máx. 550

Figura 7: Altura de la parte superior del chasis al suelo. La Directiva de aplicación dice sobre este tema:

«El dispositivo deberá montarse lo más cerca posible de la parte trasera del vehículo. Cuando el vehículo esté vacío, ningún punto del borde inferior del dispositivo deberá estar a una altura superior a 55 cm del suelo.»

(16)

DISEÑO DEL DISPOSITIVO A partir de ésto se puede calcular la altura del conjunto del paragolpes:

mm

650

550

200

.

1

El soporte del vástago es de perfil cuadrado de 120 mm de altura, por tanto si se resta esta altura a la del conjunto total se obtiene la longitud del perfil UPN:

mm

530

120

650

Para atornillar el soporte de longitud 530 mm al bastidor del vehículo se usarán entre 4 y 8 tornillos M29 de calidad 12.9 (Ver Anexo 5). En función de la altura del perfil del bastidor, se colocarán desde 4 para el caso de altura mínima (150 mm), hasta 8 para el de altura máxima (330 mm). En casos intermedios se usará el máximo número de tornillos que permita la altura del perfil del chasis. La distribución de los tornillos en la cara del perfil UPN será la siguiente.

55

60

70

Figura 8: Distribución de los tornillos de unión sobre el perfil UPN La unión al chasis del vehículo quedará así:

Figura 9: Unión soporte – chasis del vehículo.

2.2.2 Vástago y soporte del vástago

El brazo del paragolpes está formado por el soporte del vástago y el vástago. Será extensible de forma que el segundo deslice por el interior del primero como se ve en la figura.

(17)

DISEÑO DEL DISPOSITIVO El hecho de que el brazo del paragolpes sea extensible posibilita que en caso de que el

dispositivo se instale en un camión con caja basculante, ésta no interfiera con el paragolpes en el momento de bascular.

1

2

3

Figura 11: 1) Paragolpes en posición de servicio, 2) El paragolpes interfiere con la caja del camión al bascular, 3) El paragolpes recogido permite bascular sin ningún problema. La Directiva 70/221 dice al respecto:

«El dispositivo podrá estar diseñado de manera que permita una modificación de su posición en la parte trasera del vehículo. En tal caso, deberá garantizarse, en posición de servicio, un sistema de bloqueo que impida toda modificación involuntaria de posición. La posición del dispositivo deberá poder modificarse mediante la aplicación, por parte del operador, de una fuerza no superior a 40 daN.»

La fuerza a aplicar para mover el dispositivo desde la posición de servicio a la posición recogida supone para el operario una fuerza inferior a 400 N en este caso. Esta afirmación se comprueba en el Anexo 5.

El soporte del vástago se construirá de perfil cuadrado de sección 120 x 120 x 8 y longitud 250 mm.

120

250

8

Figura 12: Soporte del vástago.

El vástago será también de perfil cuadrado de sección 100 x 100 x 10 y longitud 750 mm. El uso de estos perfiles permite lograr una holgura de 2 mm entre ambos para facilitar el desplazamiento del vástago por el interior del soporte.

2

(18)

DISEÑO DEL DISPOSITIVO La posición del vástago podrá regularse a tres niveles, correspondientes a la extensión

máxima, mínima y una tercera intermedia. La elección de una u otra dependerá de la posición de la parte final del chasis del vehículo respecto de su parte trasera. No se dispone de un valor máximo para esta magnitud así que se tomará una longitud de vástago de 750 mm, para de esta forma abarcar un gran número de vehículos.

125 250

750

100

Figura 14: Posiciones del vástago

La máxima extensión será de 725 mm, existe una posición intermedia con una extensión de 325 mm, mientras que cuando el paragolpes está recogido la cara del vástago queda superpuesta con la del soporte.

Para fijar el vástago en la posición deseada se utilizará un bulón o pasador. En el Anexo 5 puede verse el cálculo del mismo.

Figura 15: Pasador o bulón.

La unión del perfil UPN 220 sobre la cara superior del soporte del vástago se realizará por soldadura continua de la siguiente forma:

250 220

120

80

20

15

(19)

DISEÑO DEL DISPOSITIVO La unión quedará por tanto de la siguiente manera:

Figura 17: Unión soporte – soporte del vástago – vástago.

2.2.3 Travesaño

Siguiendo con la metodología de diseño, el travesaño será un perfil hueco de sección cuadrada 120 x 120 x 10 mm.

12

0

120

10

Figura 18: Sección travesaño. Su longitud cumplirá con las especificaciones de la normativa:

«La anchura del dispositivo no deberá superar en ningún punto la del eje trasero, medida en los puntos extremos de las ruedas, exceptuando la dilatación del neumático en la proximidad del suelo, ni ser inferior a ésta en más de 10 cm a cada lado. Si existen varios ejes traseros, la anchura que habrá de tenerse en cuenta será la del eje trasero más ancho.»

La anchura máxima de un vehículo es de 2,55 m, 2,60 m en el caso de vehículos acondicionados, según la normativa de masas y dimensiones de vehículos a motor (ver Anexo 4). Por tanto el travesaño puede tener una longitud máxima de 2600mm y mínima de 2.400 mm, inferior al eje trasero en 100 mm por cada lado.

mm

400

.

2

200

600

.

2

Se toma ese valor de 2400 mm como longitud de travesaño que cumple todas las prescripciones. Dicha longitud variará en función de la anchura del vehículo, siempre teniendo en cuenta que la longitud del travesaño no será superior a la anchura del vehículo ni inferior a ésta en más de 100 mm por cada lado.

Por último recordar que todos los extremos laterales del travesaño tienen su exterior redondeado con un radio de curvatura mínimo de 2,5 mm como dice la legislación aplicable: «La altura del perfil del travesaño deberá ser de, al menos, 10 cm. Los extremos laterales del travesaño no deberán estar curvados hacia atrás, ni presentar ningún borde cortante

(20)

DISEÑO DEL DISPOSITIVO hacia el exterior; dicha condición se cumplirá cuando los extremos laterales del travesaño

presenten el exterior redondeado, con un radio de curvatura mínimo de 2,5 mm.»

Además como se utiliza un perfil cuadrado de lado 120 mm, su altura es superior a 100 mm, como dicta la Directiva en este mismo punto.

2.2.4 Tapas

Se van a colocar dos tapas en los extremos del travesaño unidas a él por soldadura continua. 100

10

0

10

Figura 19: Medidas tapa.

Estas tapas cumplen una función estética además de evitar que se acumule suciedad en el interior del perfil.

Figura 20: Tapa.

2.2.5 Refuerzo

En cuanto a la unión del travesaño al vástago se realizará mediante un refuerzo de chapa conformada con la siguiente forma:

Figura 21: Refuerzo. Y medidas: 140 30 10 120 250

(21)

DISEÑO DEL DISPOSITIVO El refuerzo encajará perfectamente con el perfil del travesaño y la unión se realizará con

soldadura continua.

Figura 23: Unión refuerzo - travesaño.

La unión del refuerzo con el perfil del vástago se realizará también con soldadura de la siguiente forma. 250 140 20 75 100

Figura 24: Unión refuerzo - vástago.

Este mismo refuerzo se soldará también a la parte inferior del soporte del vástago para asegurarlo, debido a que su espesor es menor (8 mm) que el del resto de perfiles utilizados (10 mm), y tiene que soportar todo el peso del conjunto vástago - travesaño.

Figura 25: Refuerzo.

El montaje final del dispositivo puede verse en la siguiente figura:

(22)

DISEÑO DEL DISPOSITIVO

2.3 Uniones entre componentes

Se adjunta la siguiente tabla – resumen con todas las uniones entre elementos:

(23)

ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO

3 ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO

Una vez completado el diseño del dispositivo, se va a ensayar virtualmente para comprobar si cumple las especificaciones de la Directiva necesarias para su homologación.

El objetivo del ensayo es comprobar si, tras la aplicación de una serie de cargas sobre el dispositivo, la distancia de éste a la parte trasera del vehículo no supera los 400 mm. Y, por supuesto, comprobar si el conjunto soporta las tensiones generadas durante el proceso. «El dispositivo deberá ofrecer una resistencia suficiente a las fuerzas aplicadas paralelamente al eje longitudinal del vehículo y estar conectado, en posición de servicio, a los largueros del bastidor del vehículo o a aquello que haga sus veces.»

«Se considerará cumplido este requisito cuando se demuestre que ni durante ni después de la aplicación de dichas fuerzas la distancia horizontal entre la parte trasera del dispositivo y el extremo de la parte trasera del vehículo no supera los 40 cm en ninguno de los puntos P1, P2 y P3. Dicha distancia se medirá con el vehículo vacío y excluyendo toda parte del mismo situada a más de 3 m del suelo.»

máx. 400

Figura 28: Distancia máxima entre el dispositivo y la parte trasera del vehículo. La posición de estas cargas: P1, P2 y P3 aplicadas sobre el travesaño del dispositivo viene también marcada por la Directiva:

«Los puntos P1 estarán situados a una distancia de 30 cm de los planos longitudinales tangentes a los lados exteriores de las ruedas del eje trasero; los puntos P2, que se encontrarán en la línea de unión de los puntos P1, estarán dispuestos simétricamente con relación al plano longitudinal mediano del vehículo, a una distancia entre sí comprendida entre los 70 y los 100 cm incluidos. Su posición exacta será determinada por el fabricante. La distancia del suelo de los puntos P1 y P2 la determinará el fabricante del vehículo dentro de las líneas que delimiten horizontalmente el dispositivo. No obstante, dicha altura, con el coche vacío, no deberá superar los 60 cm. El punto P3 será el centro del segmento de recta P2P2.» P1 P1 P2 P3 P2 300 700 - 1000 200

(24)

ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO Por último la Directiva también indica el valor de estas cargas:

«A los dos puntos P1 y al punto P3 deberá aplicárseles sucesivamente una fuerza horizontal igual al 25 % de la masa total técnicamente admisible del vehículo, con un máximo de 5 × 104 N.»

«A los dos puntos P2 deberá aplicárseles sucesivamente una fuerza horizontal igual al 50 % de la masa total técnicamente admisible del vehículo, con un máximo de 10 × 104 N.»

«Las fuerzas indicadas deberán aplicarse por separado. El fabricante podrá especificar el orden en que se aplicarán dichas fuerzas.»

La masa total técnicamente admisible de un vehículo donde puede ir colocado el dispositivo podrá ser ilimitada. Por tanto el valor de las cargas será el máximo permitido en cada caso: 50.000 N para P1 y P3 y 100.000 N para P2.

Las cargas se aplicarán sobre el perfil mediante una placa de dimensiones 200 x 120 x 10 para cumplir con la Directiva:

«Las fuerzas indicadas deberán aplicarse por medio de dispositivos convenientemente articulados (por ejemplo, mediante juntas universales), paralelamente al plano longitudinal mediano del vehículo, a través de una superficie de una altura máxima de 25 cm —la altura exacta deberá indicarla el fabricante— y de 20 cm de ancho, cuyos bordes verticales tengan un radio de curvatura de 5 mm ± 1 mm y cuyo centro esté situado sucesivamente en los puntos P1, P2 y P3.»

Figura 30: Placa de aplicación de las cargas.

La distancia entre los soportes del paragolpes variará entre 700 y 1.550 mm dependiendo de la distancia entre los largueros del chasis donde vaya instalado. Se ha tomado un amplio abanico de valores con el fin de que el dispositivo se adapte a un gran número de vehículos.

700 - 1550

Figura 31: Distancia variable entre soportes del paragolpes.

Todos los ensayos del presente proyecto se han realizado con el módulo SolidWorks Simulation incluido en el programa de diseño en 3D SolidWorks. En el Anexo 6 se incluye la validación del método de ensayo utilizado.

A continuación el dispositivo se someterá a dicho ensayo con el fin de comprobar su comportamiento e introducir mejoras en el diseño en caso necesario. A partir de los datos obtenidos se podrá seleccionar el material concreto de cada elemento, teniendo en cuenta que se quiere trabajar con un coeficiente de seguridad de 1,5.

(25)

ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO

3.1 Ensayo 1

En primer lugar se aplica la carga P1. La distancia entre soportes en este caso será la mínima ya que representa el caso más desfavorable al suponer el mayor voladizo en los extremos del travesaño.

700 Voladizo

Figura 32: Mínima distancia entre soportes para maximizar el voladizo.

Del mismo modo la unión al chasis del vehículo sólo tendrá 4 tornillos por ser también el caso más desfavorable.

Se realiza el primer ensayo:

Figura 33: Ensayo 1 (Carga P1).

Tras el ensayo se presenta una tabla resumen con los resultados obtenidos:

Figura 34: Tabla de resultados (Ensayo 1, carga P1).

La tensión máxima se produce sobre el soporte UPN 220 del lado izquierdo del paragolpes (lado de aplicación de la carga). Por tanto si se construye el soporte con acero S 355, el de mayor tensión de rotura de los posibles (470 MPa), se rompería ya que la tensión a la que está sometido es mucho mayor.

(26)

ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO Es necesario introducir mejoras en el diseño para evitar esta situación. Viendo que la tensión

máxima se concentra en la unión atornillada.

Figura 35: Tensión máxima.

La solución pasa por aumentar el área de sujeción del tornillo para disminuir la tensión sobre ella.

A

F

Para conseguir este objetivo se refuerza el perfil UPN con la siguiente chapa de acero de dimensiones idénticas al perfil UPN y 20 mm de espesor.

Figura 36: Refuerzo soporte.

Que se unirá al soporte por soldadura continua de la siguiente forma.

Figura 37: Unión soporte – refuerzo.

Así se consigue el objetivo de aumentar el área de las uniones. Tras realizar esta mejora se realiza un segundo ensayo.

(27)

ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO

3.2 Ensayo 2

Se aplica la carga P1 sobre el dispositivo reforzado:

Figura 38: Ensayo 2 (Carga P1).

Tras el ensayo se presenta una tabla resumen con los resultados obtenidos:

Figura 39: Tabla de resultados (Ensayo 2, carga P1).

De nuevo la tensión máxima recae sobre el soporte UPN del lado izquierdo del paragolpes. Si éste se construye con el acero de mayor tensión de fluencia (S 355) se obtiene el siguiente coeficiente de seguridad:

53

,

1

5

,

307

470

MPa

MPa

C

VonMises Fluencia s

Como se ha mencionado anteriormente se va a trabajar con un coeficiente de seguridad de 1,5, este momento el elemento más desfavorable cumple esta prescripción para la carga P1. Se continua el ensayo con la aplicación de la carga P2 de 100.000 N. Dicha carga se aplicará sobre la parte del travesaño correspondiente a los soportes, con el objetivo de probar la resistencia de éstos. Como muestra la figura la distancia entre los puntos P2 cumple con la normativa ya que esta entre 700 y 1000 mm.

(28)

ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO

700

> 700

P2 P2

Figura 40: Distancia entre los puntos P2. Se aplica la carga P2:

Figura 41: Ensayo 2 (Carga P2).

Tras el ensayo se presenta una tabla resumen con los resultados obtenidos:

Figura 42: Tabla de resultados (Ensayo 2, carga P2).

La tensión máxima se produce en el soporte, de nuevo sobre el área de sujeción de los tornillos. Se calcula el coeficiente de seguridad para esta tensión utilizando acero S 355:

28

,

1

8

,

365

470

MPa

MPa

C

VonMises Fluencia s

El coeficiente de seguridad es inferior a 1,5 por lo que el diseño no es válido para la aplicación de la carga P2, por tanto hay que introducir mejoras.

(29)

ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO Se elige aumentar el espesor del refuerzo hasta 30 mm para maximizar el área de apoyo de

las uniones atornilladas.

Figura 43: Refuerzo de 30 mm de espesor. Tras esta mejora se realiza un nuevo ensayo.

3.3 Ensayo 3

Se aplica la carga P2 sobre el dispositivo, ya que al mejorar el diseño anterior la carga P1 no supondrá problemas:

Figura 44: Ensayo 3 (Carga P2).

Tras el ensayo se presenta una tabla resumen con los resultados obtenidos:

Figura 45: Tabla de resultados (Ensayo 3, carga P2). En este caso el coeficiente de seguridad para la tensión máxima es:

67

,

1

9

,

281

470

MPa

MPa

C

VonMises Fluencia s

(30)

ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO El coeficiente de seguridad cumple con los requisitos ya que es superior a 1,5. Por lo que el

diseño es válido para la aplicación de la cargas P1 y P2.

Se continúa el ensayo con la aplicación de la carga P3 sobre el travesaño del dispositivo. Esta carga se aplica en el punto central de dicho componente tal y como dice la normativa. En este caso la distancia entre soportes seleccionada es la mayor, por ser la más desfavorable para la aplicación de la carga central.

1550

P3

1200

Figura 46: Posición de la carga P3. Se realiza el ensayo con la carga P3:

Figura 47: Ensayo 3 (Carga P3).

Tras el ensayo se presenta una tabla resumen con los resultados obtenidos:

Figura 48: Tabla de resultados (Ensayo 3, carga P3).

En este caso la tensión máxima se produce sobre ambos vástagos del dispositivo, ya que el punto de aplicación de la carga es simétrico. En cuanto al coeficiente de seguridad para esa tensión será:

(31)

ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO

93

,

3

7

,

119

470

MPa

MPa

C

VonMises Fluencia s

Cumple holgadamente siendo muy superior a 1,5.

Por último para completar el ensayo se realiza la aplicación de la carga P1:

Figura 49: Ensayo 3 (Carga P1).

Tras el ensayo se presenta una tabla resumen con los resultados obtenidos:

Figura 50: Tabla de resultados (Ensayo 3, carga P1).

Como se supuso al principio, la aplicación de la carga P1 no supone ningún problema para el soporte del dispositivo que recibe la máxima tensión.

82

,

1

7

,

257

470

MPa

MPa

C

VonMises Fluencia s

Este dispositivo cumple con todas las cargas de ensayo con un coeficiente de seguridad superior a 1,5, por lo que será el diseño final elegido para su posterior homologación.

3.4 Materiales

Una vez comprobado que el diseño cumple las condiciones de ensayo se va a concretar el material de cada elemento del dispositivo.

El material a utilizar será un acero de construcción de la lista siguiente, entre paréntesis al lado de cada acero se incluye el valor de su tensión de rotura:

(32)

ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO - Acero S 355 (470 MPa)

- Acero S 275 (410 MPa) - Acero S 235 (360 MPa)

El uso de los distintos grados del acero es el siguiente: - Grado JR: aplicación en construcción ordinaria

- Grado J0: aplicación en construcción con altas exigencias de soldabilidad

- Grado J2: aplicación en construcción con especiales exigencias de resistencia, resiliencia y soldabilidad.

El símbolo adicional H designa perfiles huecos.

Para designar correctamente el material con el que se debe construir cada elemento hay que conocer la tensión máxima a la que se verá sometido cada uno durante el ensayo.

Figura 51: Tensiones máximas en MPa de cada elemento en la aplicación de las distintas cargas.

A partir de estos datos y fijando un coeficiente de seguridad de 1,5 se puede definir que material de los anteriores se puede utilizar.

VonMises Fluencia s

C

(33)

ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO

3.4.1 Soporte

El material a utilizar será el acero S 355 J2.

67

,

1

86

,

281

470 

s

C

Para la construcción del soporte se recomienda usar un acero de grado J2 ya que este será el elemento sometido a mayor tensión de todo el conjunto. El resto de elementos se construirán con acero de grado JR ya que tienen menores exigencias en cuanto a resistencia.

3.4.2 Refuerzo del soporte

El material a utilizar será el acero S 275 JR.

54 , 1 79 , 266410   s C

3.4.3 Soporte del vástago

El material a utilizar será el acero S 275 JRH.

57

,

1

03

,

261

410 

s

C

3.4.4 Vástago

El material a utilizar será el acero S 235 JRH.

86

,

1

10

,

193

360 

s

C

3.4.5 Refuerzo (travesaño)

El material a utilizar será el acero S 235 JR.

79

,

2

01

,

129

360 

s

C

3.4.6 Travesaño

El material a utilizar será el acero S 235 JRH.

5

,

2

51

,

143

360 

s

C

3.4.7 Tapa

Las tapas apenas sufren tensión, como se puede ver en la tabla anterior, en torno a 0 MPa. El material a usar en su construcción será acero S 235 JR, por ser éste el de inferiores propiedades mecánicas.

(34)

ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO

3.4.8 Refuerzo (vástago)

El material a utilizar será el acero S 235 JR.

73

,

8

24

,

41

360 

s

C

Los apartados 3.4.5 y 3.4.8 designan a un mismo elemento, el refuerzo. Se construirá en acero S 235 JR ya que este material cumple en ambas posiciones.

Por último se presenta una tabla resumen que recopila los materiales de construcción de cada uno de los elementos del dispositivo.

(35)

EXPEDIENTE DE HOMOLOGACIÓN DEL DISPOSITIVO

4 EXPEDIENTE DE HOMOLOGACIÓN DEL DISPOSITIVO

Reglamento Nº 58 de la Comisión Económica para Europa de

las Naciones Unidas (CEPE)

Prescripciones uniformes relativas a la homologación de:

Dispositivos de protección trasera contra el empotramiento

Revisión 2

Regulation Nº 58 of the Economic Commission for Europe of the

United Nations (UN/ECE)

Uniform provisions concerning the approval of:

Rear Underrun Protection Devices (RUPDs)

Revision 2

Fabricante / Manufacturer:

Marca / Make:

(36)

EXPEDIENTE DE HOMOLOGACIÓN DEL DISPOSITIVO

ÍNDICE

INDEX

PÁGINAS

PAGES

FICHA DE CARACTERÍSTICAS

INFORMATION DOCUMENT……….

3

Generalidades

General……….

3

Constitución general del vehículo o vehículos

General construction of the vehicle or vehicles…….

4

Masas y dimensiones

Masses and dimensions……….

4

Carrocería

Bodywork………

4

ANEXOS

ANNEXES……….

Ver Anexo

14

Planos del dispositivo

Drawings of the device………

Ver Anexo

14

Esquemas de montaje

Mounting sketchs……….

Ver Anexo

14

MARCA / MAKE :

TIPO / TYPE:

FECHA / DATE :

Abril de 2011

Dispositivos de protección trasera contra el empotramiento Reglamento Nº 58 CEPE Revisión 2

Rear Underrun Protection Devices (RUPDs) Regulation Nº 58 UN/ECE Revision 2

PÁGINA / PAGE :

(37)

EXPEDIENTE DE HOMOLOGACIÓN DEL DISPOSITIVO

FICHA DE CARACTERÍSTICAS Nº

PARTIAL DESCRIPTION Nº

MARCA / MAKE : TIPO / TYPE: FECHA / DATE : Abril de 2011

Dispositivos de protección trasera contra el empotramiento Reglamento Nº 58 CEPE Revisión 2

Rear Underrun Protection Devices (RUPDs) Regulation Nº 58 UN/ECE Revisión 2

PÁGINA / PAGE :

3

0. GENERALIDADES

GENERAL

0.1. Marca (razón social)

Make (trade name of manufacturer)

0.2. Tipo y denominación(es) comercial(es) general(es)

Type and general comercial description(s)

0.5. Nombre y dirección del fabricante Name and hades of manufacturer

0.7 Emplazamiento y forma de colocación de la marca de homologación CE en componentes y unidades técnicas independientes

In the case of components and separate technical units, location and method of affixing of the EC approval mark

Troquelado en el parte exterior del soporte derecho. Opcionalmente, marcada sobre un adhesivo o sobre una placa remachada.

Stamp on the external face of right support. Optional, in a riveted plate or in a sticker

0.8. Dirección(es) de la(s) planta(s) de montaje

Address(es) of assembly plant(s)

MARCA / MAKE :

TIPO / TYPE:

FECHA / DATE :

Abril de 2011

Dispositivos de protección trasera contra el empotramiento Reglamento Nº 58 CEPE Revisión 2

Rear Underrun Protection Devices (RUPDs)

PÁGINA / PAGE :

3

(38)

EXPEDIENTE DE HOMOLOGACIÓN DEL DISPOSITIVO

MARCA / MAKE : TIPO / TYPE: FECHA / DATE : Abril de 2011

Dispositivos de protección trasera contra el empotramiento Reglamento Nº 58 CEPE Revisión 2

Rear Underrun Protection Devices (RUPDs) Regulation Nº 58 UN/ECE Revision 2

PÁGINA / PAGE :

4

1. CONSTITUCIÓN GENERAL DEL VEHÍCULO O VEHÍCULOS

GENERAL CONSTRUCTION OF THE VEHICLE OR VEHICLES

1.1. Suma mínima de los momentos de inercia alrededor del eje horizontal de los largueros del bastidor en sección transversal

Minimum sum of the moments of inertia about the horizontal axis of the chassis side-members in cross-section

No procede. Dispositivo de protección posterior fijado sobre la carrocería del vehículo.

Not applicable. Rear protection device attached to vehicle bodywork.

1.2. Distancia entre los largueros del bastidor en los puntos de fijación del dispositivo

Distance between the chassis side-members at the mounting points of the device

Entre 700 y 1.550 mm.

Between 700 and 1.550 mm.

2. MASAS Y DIMENSIONES

MASSES AND DIMENSIONS

2.1. Masa máxima en carga técnicamente admisible

Technically permissible maximum laden mass

Ilimitada

Unlimited

3. CARROCERÍA

BODYWORK

3.1. Descripción completa y/o planos del dispositivo de protección trasera contra el empotramiento (incluidos accesorios)

Full description and/or drawing of the rear underrun protection device (incluiding mounting and fittings)

Ver anexo 14

(39)

EXPEDIENTE DE HOMOLOGACIÓN DEL DISPOSITIVO

INFORME DE ENSAYO

TEST REPORT

Dispositivos de protección trasera contra el empotramiento

Reglamento Nº 58 CEPE Revisión 2

Rear Underrun Protection Devices (RUPDs)

Regulation Nº 58 UN/ECE Revision 2

Cliente / Customer:

(40)

EXPEDIENTE DE HOMOLOGACIÓN DEL DISPOSITIVO

RELATIVO AL ENSAYO DE VEHÍCULOS EN LO REFERENTE A SU PROTECCIÓN TRASERA

Reglamento CEPE/ONU 58R 02 (Anexo5)

TEST OF VEHICLES WITH REGARD TO THEIR REAR UNDERRUN PROTECTION UNECE Regulation No. 58R02 (Annex 5)

0. GENERALIDADES / GENERAL

INFORME Nº / REPORT No

Solicitante / Applicant Marca / Make

Tipo / Type

Denominación commercial / Commercial description

1. CARACTERÍSTICAS Y ENSAYO DIMENSIONAL / CHARACTERISTICS AND DIMENSIONAL TEST

1.1. Masa Técnica Máxima Admisible del vehículo / Technically permisible maximun laden mass of the vehicle

Ilimitada/ Unlimited 1.2. Método de fijación / Method of fixation

1.2.1. Entre soportes y bastidor del vehículo /

Between supports and vehicle framework Atornillado / Screwing 1.2.2. Entre soportes y travesaño /

Between supports and cross-member Soldado / Welded 1.3. Dimensiones / Dimensions

1.3.1. Anchura máxima del dispositivo /

Maximun width of the rear protection device 2.400 mm (d5) 1.3.2. Distancia máxima del borde al plano exterior

de los neumáticos /

Maximum distance between the edge of the rear protective device and the outermost points of the wheels ≤ 100 mm (d4) INFORME DE ENSAYO Nº / TEST REPORT No PÁGINA / PAGE 2

Dispositivos de protección trasera contra el empotramiento Reglamento Nº 58 CEPE Revisión 2

Rear Underrun Protection Devices (RUPDs) Regulation Nº 58 UN/ECE Revision 2

(41)

EXPEDIENTE DE HOMOLOGACIÓN DEL DISPOSITIVO

1.3.3. Distancia entre centros de soportes / Distance between the chassis side-members

700 – 1550 mm (d3) 1.3.4. Distancia máxima a la parte posterior del

vehículo /

Maximum horizontal distance between the rear of the device and the rear extremity of the vehicle

400 – 5,39 = 394,61 mm (d2)

1.3.5. Distancia máxima al suelo del borde inferior / Maximum ground clearance with respect to the underside of the protective device

≤ 550 mm (d1)

1.3.6. Anchura del eje trasero mas ancho (declarada en documentación técnica) /

Wider rear axle width (specified in technical documentation)

2.600 mm

1.3.7. Altura del perfil del travesaño / Cross-member depth

120 mm ≥ 100 mm 1.3.8. Radio de curvatura de los bordes exteriores

del travesaño /

Cross-member outside edge curvature radius

≥ 2,5 mm INFORME DE ENSAYO Nº / TEST REPORT No PÁGINA / PAGE 3

Dispositivos de protección trasera contra el empotramiento Reglamento Nº 58 CEPE Revisión 2

Rear Underrun Protection Devices (RUPDs) Regulation Nº 58 UN/ECE Revision 2

(42)

EXPEDIENTE DE HOMOLOGACIÓN DEL DISPOSITIVO

2. APLICACIÓN DE ESFUERZOS / LOADS APPLICATION 2.1. Dispositivos abatibles o con regulación

de posición /

Folding devices or devices with possibility of varying position

Dispositivo con regulación de posición en altura

2.1.1. Fuerza para modificar su posición /

Force to modify its position ≤ 400 N

CUMPLE / FULFILS

2.2. Resultados del ensayo / Test results 2.2.1. Método de aplicación de las cargas /

Method of loads application Cálculo (Ensayo virtual) 2.2.2. Desplazamiento máximo obtenido /

Maximum displacement obtained 5,39 mm

CUMPLE / FULFILS

3. INFORME DE CÁLCULO / REPORT OF CALCULATION 3.1. Descripción / Description

Cálculo por elementos finitos hasta límite elástico de un dispositivo antiempotramiento trasero tipo XXXXX.

El dispositivo esta constituido por perfiles y chapas conformadas de acero, soldadas y atornilladas entre sí. La unión al carrozado del vehículo se efectúa mediante una unión atornillada. 3.2. Geometría / Geometry INFORME DE ENSAYO Nº / TEST REPORT No PÁGINA / PAGE 4

Dispositivos de protección trasera contra el empotramiento Reglamento Nº 58 CEPE Revisión 2

Rear Underrun Protection Devices (RUPDs) Regulation Nº 58 UN/ECE Revision 2

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EXPEDIENTE DE HOMOLOGACIÓN DEL DISPOSITIVO 9 2 3 4 5 6 8 Chásis del vehículo 7 1 3.3. Materiales / Materials

Todos los componentes del dispositivo estás fabricados con perfiles comerciales y chapas conformadas de acero.

Nº COMPONENTE MATERIAL

1. Soporte S 355 J2

2. Soporte del vástago S 275 JRH

3. Vástago S 235 JRH

4. Travesaño S 235 JRH

5. Tapa S 235 JR

6 y 8. Refuerzo S 235 JR

7. Refuerzo del soporte S 275 JR

3.4. Variables consideradas / Variables considered Anchura del bastidor entre 700 y 1.550 mm

INFORME DE ENSAYO Nº /

TEST REPORT No

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PUNTO

POINT DISTANCIA ENTRE APOYOS DISTANCE BETWEEN SIDE-MEMBERS

CARGA (N)

LOAD (N) DESPLAZAMIENTO MÁXIMO (mm)

MAXIMUN DISPLACEMENT (mm) P1 (a 200 mm del extremo) 700 mm 50.000 N 5,39 mm

Gráfico de tensiones Von Mises (MPa) / Von Mises stress graph (MPa)

Gráfico de desplazamiento (mm) / Displacement graph (mm) INFORME DE ENSAYO Nº /

TEST REPORT No

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EXPEDIENTE DE HOMOLOGACIÓN DEL DISPOSITIVO

PUNTO

POINT DISTANCIA ENTRE APOYOS DISTANCE BETWEEN SIDE-MEMBERS

CARGA (N)

LOAD (N) DESPLAZAMIENTO MÁXIMO (mm)

MAXIMUN DISPLACEMENT (mm) P2 (a 350 mm del centro) 700 mm 100.000 N 2,04 mm

Gráfico de tensiones Von Mises (MPa) / Von Mises stress graph (MPa)

Gráfico de desplazamiento (mm) / Displacement graph (mm) INFORME DE ENSAYO Nº /

TEST REPORT No

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EXPEDIENTE DE HOMOLOGACIÓN DEL DISPOSITIVO

PUNTO

POINT DISTANCIA ENTRE APOYOS DISTANCE BETWEEN SIDE-MEMBERS

CARGA (N)

LOAD (N) DESPLAZAMIENTO MÁXIMO (mm)

MAXIMUN DISPLACEMENT (mm)

P3

(en el centro) 1.550 mm 50.000 N 1,86 mm

Gráfico de tensiones Von Mises (MPa) / Von Mises stress graph (MPa)

Gráfico de desplazamiento (mm) / Displacement graph (mm) INFORME DE ENSAYO Nº /

TEST REPORT No

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4. CONCLUSIONES / CONCLUSIONS:

El dispositivo de protección trasera ensayado soporta las cargas aplicadas sin superar la tensión de rotura del material conforme a las prescripciones del Reglamento 58 en la segunda serie de modificaciones.

The tested vehicle rear underrun protection device support the loads applied without exceeding the tensile strength of the material under with the prescriptions to Regulation 50 on its second series of amendmentst.

Lugar y fecha de emisión del informe /

Place and date of test report issue

Realizado por / Carried out by: Vº.Bº / Revised by

Alfonso Bordegé Corella David González Ibáñez

INFORME DE ENSAYO Nº /

TEST REPORT No

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